Wiedza i Życie 07/2007
W numerze m.in.:

Fotoreportaż
Świat pod stopami; Szymon Wójcik
Biochemia
Przeciwutleniacze kontra wolne rodniki; Renata Szymańska, Jerzy Kruk
Biochemia
Zabójczy ochroniarz; Marek Jurgowiak
Radiobiologia
(Nie)bezpieczny kosmos; Tomasz Rożek
Ekologia
Dorsz ledwo zipie; Robert Czerniawski, Przemysław Czerniejewski
Astronomia
Kosmiczne uroki starości; Weronika Śliwa
Historia
Między zbrodnią a postępem; Jerzy Besala

Z Wallym Gilbertem rozmawia Małgorzata Minta.
Rewolucję francuską upamiętnia dzień "zdobycia" Bastylii - 14 lipca 1789 roku. W rzeczywistości nikt tego symbolu ancien régime'u nie bronił: datę początku "Wielkiej Rewolucji" ustanowiły zwycięskie władze republiki.
Zanim polecimy na dłużej w kosmos, musimy zbadać wpływ promieniowania jonizującego na człowieka. Nikt przecież nie chce, aby po księżycowych lub marsjańskich bazach snuli się astronauci cierpiący na chorobę popromienną.
Walczą ze sobą od trzech miliardów lat. Czy ta walka ma sens? I kto ma większe szanse na zwycięstwo? Są wszędzie: w zanieczyszczonym powietrzu, niezdrowym jedzeniu, ale przede wszystkim w nas samych. Przyczyniają się do rozwoju choroby...
Aktualne numery
02/2017
01/2017
Kalendarium
Marzec
26
W 1791 r. we Francji ogłoszono pierwszą definicję metra.
Warto przeczytać
Chwila bez biologii… nie istnieje. W nas i wokół nas kipi życie. Dlaczego by wobec tego nie poznać go bliżej, najlepiej we własnym laboratorium? By nie sięgać daleko, można zacząć od siebie.

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Krzysztof Wiercioch | dodano: 2012-05-30
Nowoczesna Pytia

Człowiek zawsze interesował się swoją przyszłością, a wizjonerów, wróży i wyroczni przewinęło się w dziejach mnóstwo. Jedną z najsłynniejszych wyroczni była wyrocznia delficka. To właśnie od niej zaczerpnęli nazwę ludzie, którzy przewidywanie przyszłości potraktowali naukowo.

Olaf Helmer, Norman Dalkey i Nicholas Rescher w latach 50. XX w. opracowali metodę, którą nazwali delficką (Delphi Method). Wiele ją różni od pierwowzoru, ale łączy cel - prognozowanie. Klasyczna metoda delficka opiera się na badaniu wiedzy ekspertów z określonej dziedziny. Na początku definiuje się rozważany problem w celu wybrania odpowiedniej grupy specjalistów. Jeśli jest to np. określenie sytuacji gospodarczej Europy Zachodniej w 2040 r., zaprasza się ekonomistów, specjalizujących się w zagadnieniach gospodarczych tego regionu. Kolejnym krokiem jest przygotowanie ankiety zawierającej pytania dotyczące różnych aspektów przyszłości konkretnej, rozpatrywanej dziedziny. Formularze są przekazywane ekspertom. Po zakończeniu ankietowania odpowiedzi się analizuje i sprawdza, czy został osiągnięty wcześniej arbitralnie określony konsensus.

Jeśli odpowiedzi na pytania zawarte w kwestionariuszu nie są zgodne, prosi się ekspertów, aby ponownie na nie odpowiedzieli. Teraz jednak informuje się ich, jaka była wartość średnia odpowiedzi na każde pytanie. Procedurę powtarza się dopóty, dopóki nie zostanie osiągnięta jednomyślność.  Jak widać, klasyczna metoda delficka jest wieloetapowa. Ponadto obowiązuje w niej anonimowość, dzięki czemu nie występuje problem tzw. dominujących osobowości, a głos każdego eksperta jest równie ważny. Poza tym stosuje się kontrolowane sprzężenie zwrotne - po każdym etapie zapoznaje się specjalistów ze średnimi odpowiedziami na pytania, aby mogli zweryfikować swoje poglądy. Prawdopodobnie najważniejszą zaletą klasycznej metody delfickiej jest możliwość uzyskania opinii od szerokiego grona specjalistów. Ma ona też wiele wad - badanie jest niewątpliwie uciążliwe i dla ekspertów, i dla osób analizujących odpowiedzi (choć, na szczęście, może odbywać się zdalnie). Co za tym idzie, klasyczna metoda delficka wymaga czasu, jest więc kosztowna. Do jej wad można zaliczyć również to, że grupa świetnie znających się na danym problemie ludzi nie może bezpośrednio wymienić poglądów. Gdyby to było dopuszczalne, niewątpliwie czas badania by się skrócił, ale brak anonimowości mógłby wypaczyć wyniki.

Bardziej po ludzku

Klasyczna metoda delficka doczekała się różnych wersji. Jedną z nich jest jej odmiana rozmyta, opierająca się na logice rozmytej, której autorem jest Lotfi Zadeh (patrz „WiŻ" 4/2012). Została zaproponowana przez Arnolda Kaufmanna oraz Madana Guptę w 1988 r. Do jej zrozumienia potrzebne jest poznanie funkcji przynależności. Określa ona stopień przynależności do zbioru danego elementu, który zawiera się w przedziale (0, 1). W logice klasycznej element może w pełni należeć do zbioru (1) albo do niego nie należeć (0). W logice rozmytej nie ma takiej jednoznaczności. Funkcja przynależności może przyjmować różne kształty - być trapezoidalna, dzwonowa, trójkątna lub mieć postać gaussoidy. W omawianej metodzie najczęściej stosuje się tę ostatnią.

Rozpatrywane podejście jest podobne do klasycznej metody delfickiej. Różni się jednak zasadniczo w kwestii wypełniania ankiety przez ekspertów. Zadanie stojące przed specjalistami to utworzenie funkcji przynależności przez podanie jej charakterystycznych punktów. Dla wspomnianej funkcji trójkątnej będą to trzy punkty, a ich interpretacja jest następująca: minimalna wartość (pierwszy punkt), najbardziej prawdopodobna wartość (drugi punkt) oraz maksymalna wartość (trzeci punkt). Dla gaussoidy zwykle podaje się około 10 punktów i w związku z tym występują dodatkowe wartości pośrednie.  Każdy ekspert dla każdego pytania, przy założeniu, że stosowana jest trójkątna funkcja przynależności, tworzy następującą trójkę (trójkątną liczbę rozmytą):   

Ai=(a1,aM,a2) 
gdzie:
a1 - minimalna wartość aM - najbardziej prawdopodobna wartość a2 - maksymalna wartość i - numer eksperta
Przykładowo na pytanie: „Jaka będzie stopa bezrobocia w 2020 roku?", pierwszy ekspert (A1) może odpowiedzieć:
A1 = (10%, 13%, 16%)

Pojawia się pytanie, jak tego typu wyrażenia uśredniać. Odbywa się to poprzez oddzielne wyliczanie średniej dla minimalnej, najbardziej prawdopodobnej i maksymalnej wartości odpowiedzi ekspertów na każde pytanie. W rezultacie powstanie tyle trójek, ile jest pytań w ankiecie. Kolejny dylemat to, kiedy zakończyć przeprowadzanie ankiety i jak określić, że nastąpiła zgodność opinii. Po prostu należy stwierdzić, jak bardzo odpowiedzi każdego eksperta odbiegają od średniej. Innymi słowy, należy obliczyć odchylenie standardowe. Jeśli mieści się ono w założonych wcześniej granicach, nie jest potrzebna kolejna iteracja. Jeśli tak nie jest, to każdy ekspert jest informowany o wartości odchylenia standardowego swoich odpowiedzi i rozpoczyna się kolejny krok ankietowania. Rozmyta metoda delficka ma wszystkie cechy swojego klasycznego odpowiednika, ale dodatkowo jeszcze jedną bardzo ważną, już wspomnianą właściwość - ekspert może podać więcej niż jedną liczbę w odpowiedzi na pytanie. Dzięki temu przekazuje więcej informacji osobom przeprowadzającym ankietę. Zastosowanie liczb rozmytych daje jeszcze inną korzyść - kwestionariusz wypełnia człowiek, a ludzie zazwyczaj nie udzielają odpowiedzi „dokładnych". To duże ułatwienie dla uczestników badania. Natomiast do wad rozmytej metody delfickiej należy większa, niż w przypadku innych odmian tej techniki, czasochłonność. O ile dla trójkątnej funkcji przynależności wypełnianie kwestionariusza nie jest uciążliwe, o tyle dla np. gaussoidy czy funkcji dzwonowej, gdzie w odpowiedzi na każde pytanie należy podać zwykle około 10 liczb, odpowiedzi wymagają większego zaangażowania.

Ekspert ekspertowi nierówny 

Kolejnym ciekawym podejściem prognozowania jest ważona rozmyta metoda delficka, podobna do wcześniej opisanej z drobną różnicą - każdemu ekspertowi przypisywana jest określona waga. Jej autorzy wyszli z założenia, że głos specjalistów z większym niż pozostali doświadczeniem powinien być ceniony bardziej. Jak przebiega ta procedura? Tak jak w rozmytej metodzie delfickiej, ale odpowiedzi każdego specjalisty są mnożone przez odpowiednie wagi. (Suma wszystkich współczynników musi być równa jeden.) Jeśli okazuje się, że nie nastąpiła zgodność opinii, to po zakończeniu etapu eksperci otrzymują wynik średniej ważonej odpowiedzi na każde pytanie. Pojawia się wątpliwość: Czy wagi są przypisywane sprawiedliwie? Oczywiście nie zawsze, a ich złe dobranie może wypaczyć wyniki ankiety. Ważoną rozmytą metodę delficką należy stosować tylko w szczególnych sytuacjach, np. gdy wśród kilkunastu zaproszonych na badanie ekspertów dwóch jest wybitnych. Zaleca się jej stosowanie w sytuacjach, gdy ankietowani charakteryzują się bardzo zróżnicowaną wiedzą.

Gdzie i kiedy

Po raz pierwszy metodę delficką zastosowano u zarania zimnej wojny w Stanach Zjednoczonych i, jak się łatwo domyślić, w celach wojskowych. Autorami badania, które odbyło się w latach 50.,  byli twórcy tej procedury, wspomniani już Olaf Helmer oraz Norman Dalkey. Tematem było przewidywanie miejsca ataku przeciwnika. Ankietowani byli pytani o intensywność, prawdopodobieństwo oraz częstotliwość potencjalnych ataków. Na szczęście zimna wojna nie przerodziła się w otwarty konflikt zbrojny i prognozowanie miejsca bombardowań okazało się nieprzydatne. Na Amerykanach wzorowali się Japończycy, którzy w metodzie przewidywania przyszłości widzieli szansę na zwiększenie wzrostu gospodarczego kraju. Celem badania przeprowadzonego w 1970 r. była prognoza rozwoju techniki oraz nauki. Było to ogromne przedsięwzięcie, o czym świadczy fakt, że wzięło w nim udział kilka tysięcy ekspertów - naukowców oraz pracowników przemysłu. Ankieta zawierała m.in. pytanie, czy określone innowacje techniczne wejdą w życie, a jeśli tak, to kiedy to może nastąpić. Niewątpliwie badanie metodą delficką przyczyniło się w pewnym stopniu do sukcesu japońskiej gospodarki.